Elaboration et caractérisation de céramiques transparentes à base de sesquioxydes de terres rares pour lasers visibles et moyen-infrarouge

<p>Cette thèse vise à développer de nouvelles céramiques transparentes à base de sesquioxydes de terres rares dopées (Dy3+, Er3+) pour des applications lasers infrarouges moyens performants [1-3]. Ce projet comprend l’étude de la mise en forme des poudres, des mécanismes de frittage (incluant des techniques avancées comme HIP et SPS), ainsi que le développement de matériaux à gradient de composition par fabrication additive. Les matériaux obtenus seront ensuite caractérisés (structure, microstructure, propriétés optiques et thermiques) afin d’évaluer leur potentiel pour des applications laser. <br />
Ce projet de thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR DUPLEX (Dysprosium for Ultrashort-Pulse lasers using Low-Phonon crystals for Emission eXtended above 3μm). L’objectif du projet est de développer de nouveaux matériaux inorganiques fonctionnels à base de monocristaux à faible énergie de phonons et de céramiques transparentes dopées aux ions dysprosium. Ces nouveaux matériaux devront présenter une émission dans le domaine infrarouge moyen s’étendant au-delà de 3 μm. Ce projet visera à démontrer l’aptitude de ces matériaux pour la réalisation de sources laser à semi-conducteurs infrarouges moyens efficaces, largement accordables et à impulsions ultracourtes. Le consortium est constitué des laboratoires CIMAP et IRCER, experts dans l’élaboration et la caractérisation de cristaux optiques fonctionnels et de céramiques pour l’optique fonctionnelle, respectivement. Le développement des lasers sera quant à lui assuré par les laboratoires LCF et CORIA.  <br />
Dans ce contexte, l’objectif principal de la thèse concerne la mise au point de nouvelles céramiques polycristallines transparentes à base de sesquioxydes de terres rares dopées dysprosium et erbium (e.g. Y2O3 (Dy3+,Er3+)) adaptées au pompage diode. Ces matériaux seront étudiés du point de vue de l’élaboration par frittage de nanopoudres et de leurs propriétés spectroscopiques et laser.</p>